JP2011137744A - 赤外線センサ及び赤外線センサモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】減圧封止された空洞部22を有し、赤外線を透過する第1基板20と、該第1基板20において外部から赤外線が入射する側とは反対側に設けられ、前記空洞部22を通過した赤外線を受光することにより出力変化を生じる検知部21と、第1基板20との間に検知部21を囲む減圧空間33を形成する凹部31と、検知部21に受光されずに第1基板20を通過した赤外線を検知部21に向けて反射集光可能に構成された反射面32と、を有し、第1基板20に積層される第2基板30と、該第2基板30において検知部21に対して反射面32を挟んだ位置に設けられ、検知部21の出力を増幅または積分する演算回路41と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
減圧封止された空洞部を有し、赤外線を透過する第1基板と、
該第1基板において外部から赤外線が入射する側とは反対側に設けられ、前記空洞部を通過した赤外線を受光することにより出力変化を生じる検知部と、
前記第1基板との間に前記検知部を囲む減圧空間を形成する凹部と、前記検知部に受光されずに前記第1基板を通過した赤外線を前記検知部に向けて反射集光可能に構成された反射面と、を有し、前記第1基板に積層される第2基板と、
該第2基板において前記検知部に対して前記反射面を挟んだ位置に設けられ、前記検知部の出力を増幅または積分する演算回路と、
を備えることを特徴とする。
前記空洞部と前記減圧空間は、前記第1基板と前記第2基板が減圧雰囲気下で積層接着されることにより、減圧封止されるとよい。
前記演算回路を、複数の前記検知部に対応して複数有するとよい。
あるいは、前記第2基板に対して前記第1基板とは反対側に積層される第3基板を有し、
前記演算回路は、前記第3基板に形成されてもよい。
上記の赤外線センサと、
該赤外線センサが収容されるケースと、
を備えることを特徴とする。
図1〜図7を参照して、本実施例に係る赤外線センサ及び赤外線センサモジュールについて説明する。図1は、本発明の実施例に係る赤外線センサの模式的断面図である。図2は、本発明の実施例に係る赤外線センサモジュールの模式的断面図である。図3A〜図3Lは、それぞれ、赤外線検出器の製造方法を説明する模式図である。図4A〜図4Fは、それぞれ、反射層の製造方法を説明する模式図である。図5A〜図5Cは、それぞれ、本実施例に係る赤外線センサの回路構成図である。図6A及び図6Bは、それぞれ、本発明の実施例に係る赤外線センサの模式的断面図である。図7A〜図7Cは、それぞれ、本発明の実施例に係る赤外線センサの模式的断面図である。
図1に示すように、本発明の実施例に係る赤外線センサ1は、概略、それぞれシリコン基板で構成された赤外線検出器2と、反射層3と、回路基板4と、が積層された構成を有している。
との対向面に凹部31が設けられた構成を有している。
以上のように構成された赤外線センサ1は、赤外線検出器2の検出部21が、外部から空洞部22を通過して入射する赤外線を直接(矢印I1)、あるいは反射層3の反射膜33で反射することにより間接的に受光する(矢印I2)。なお、熱の発生により演算回路41から放射される赤外線は、反射膜33によって拡散されるので検出部21へ入射することはない(矢印I3)。
図2に示すように、本実施例に係る赤外線モジュール100は、上述した赤外線センサ1と、赤外線センサ1が収容されるケース101と、を備えている。ケース101は、赤外線センサ1が設置されるステム101aと、赤外線センサ1の周囲を囲む筒状部101bと、ケース101内に赤外線を取り込むための窓部101cと、で構成される。ステム
101aには、赤外線センサ1からの出力を外部に取り出すための出力端子102が設けられている。窓部101は、例えば、フレネルレンズなどの赤外線の集光に適したレンズや、特定の周波数の赤外線のみを通す赤外線フィルタなどで構成されている。
本実施例に係る赤外線センサ1の製造方法について説明する。赤外線センサ1は、最初に赤外線検出器2、反射層3、回路基板4がそれぞれ別々に作成し、それらを積層結合することにより製造される。以下、赤外線検出器2と反射層3のそれぞれの製造方法について説明する。なお、以下で説明する製造方法は、従来技術であり、簡略して説明する。また、回路基板4の製造方法については、従来周知のCMOSプロセス等により増幅回路や積分回路を備えた回路基板を製造する手法を用いればよいので説明を省略する。なお、増幅回路や積分回路は、回路基板4を設けずに、反射層3の基板30上に直接実装してもよい。
図3A〜図3Lを参照して、赤外線検出器2の製造方法について説明する。
図4A〜図4Fを参照して、反射層3の製造方法について説明する。
、凹部31の具体的な形状は、図に示すような形状に限定されるものではない。例えば、アレイ上における配置に応じて、特定の入射角度の光に対して感度が高くなるように曲率等の形状を変えてもよい。
本実施例に係る赤外線センサ1によれば、検知部21と演算回路41が一体化された構成なので、検知部21と演算回路41との間の距離を短くすることができる。したがって、ノイズの低減と検出精度の向上を図ることができる。
本発明は、検出部と演算回路とを積層一体化するとともに貫通配線により接続する構造を採用したことにより、配線の自由度の高い構成となっている。上記実施例では、出力パッド42を回路基板4の下面に設けているが、出力パッド42を設ける位置はこれに限られるものではない。なお、本実施例の構成によればボール実装が可能となる。
2 … 赤外線検出器
20 … シリコン基板
21 … 検知部
22 … 空洞部
3 … 反射層
30 … シリコン基板
31 … 凹部
32 … 赤外線反射膜
33 … 封止空間
34 … 貫通配線
4 … 回路基板
40 … シリコン基板
41 … 演算回路
Claims (8)
- 減圧封止された空洞部を有し、赤外線を透過する第1基板と、
該第1基板において外部から赤外線が入射する側とは反対側に設けられ、前記空洞部を通過した赤外線を受光することにより出力変化を生じる検知部と、
前記第1基板との間に前記検知部を囲む減圧空間を形成する凹部と、前記検知部に受光されずに前記第1基板を通過した赤外線を前記検知部に向けて反射集光可能に構成された反射面と、を有し、前記第1基板に積層される第2基板と、
該第2基板において前記検知部に対して前記反射面を挟んだ位置に設けられ、前記検知部の出力を増幅または積分する演算回路と、
を備えることを特徴とする赤外線センサ。 - 前記空洞部は、前記第2基板が積層される側の面に開口した空洞部として形成され、
前記空洞部と前記減圧空間は、前記第1基板と前記第2基板が減圧雰囲気下で積層接着されることにより、減圧封止されることを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサ。 - 前記赤外線検知部と前記演算回路は、前記第2基板を積層方向に貫通する配線により接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の赤外線センサ。
- 前記配線を少なくとも2つ有することを特徴とする請求項3に記載の赤外線センサ。
- 前記検知部を、複数有するとともに、
前記演算回路を、複数の前記検知部に対応して複数有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の赤外線センサ。 - 前記演算回路は、前記第2基板において前記第1基板が積層される面とは反対側の面上に形成されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の赤外線センサ。
- 前記第2基板に対して前記第1基板とは反対側に積層される第3基板を有し、
前記演算回路は、前記第3基板に形成されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の赤外線センサ。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の赤外線センサと、
該赤外線センサが収容されるケースと、
を備えることを特徴とする赤外線センサモジュール。
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